Abstract At a first glance, ethanol, toluene and methyl tert-butyl ether look nothing alike with respect to their molecular structures. Nevertheless, all share a similarly high octane number. A comprehensive review of the inner workings of such octane boosters has been long overdue, particularly at a time when feedstocks for transport fuels other than crude oil, such as natural gas and biomass, are enjoying a rapidly growing market share. As high octane fuels sell at a considerable premium over gasoline, diesel and jet fuel, new entrants into the refining business should take note and gear their processes towards knock resistant compounds if they are to maximize their respective bottom lines. Starting from crude oil, the route towards this goal is well established. Starting from biomass or natural gas, however, it is less clear what dots on the horizon to aim for. The goal of this paper is to offer insight into the chemistry behind octane boosters and to subsequently distill from this knowledge, taking into account recent advances in engine technology, multiple generic design rules that guarantee good anti-knock performance. Careful analysis of the literature suggests that highly unsaturated (cyclic) compounds are the preferred octane boosters for modern spark-ignition engines. Additional side chains of any variety will dilute this strong performance. Multi-branched paraffins come in distant second place, owing to their negligible sensitivity. Depending on the type and location of functional oxygen groups, oxygenates can have a beneficial, neutral or detrimental impact on anti-knock quality.

中文翻译：

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燃料分子结构对自燃行为的影响——未来高性能汽油的设计规则

摘要 乍一看，乙醇、甲苯和甲基叔丁基醚的分子结构完全不同。尽管如此，它们都具有类似的高辛烷值。早就应该对此类辛烷值促进剂的内部运作进行全面审查，尤其是在天然气和生物质等用于运输燃料的原料（如天然气和生物质）的市场份额快速增长之际。由于高辛烷值燃料的售价高于汽油、柴油和喷气燃料，因此炼油行业的新进入者如果要最大限度地提高各自的底线，就应该注意并将其工艺转向抗爆化合物。从原油开始，实现这一目标的路线已经确立。然而，从生物质或天然气开始，不太清楚地平线上的目标是什么。本文的目的是深入了解辛烷值助推器背后的化学原理，并随后从这些知识中提炼出，考虑到发动机技术的最新进展，多种通用设计规则可保证良好的抗爆性能。对文献的仔细分析表明，高度不饱和（环状）化合物是现代火花点火发动机的首选辛烷值增强剂。任何种类的附加侧链都会削弱这种强大的性能。由于敏感性可忽略不计，多支链石蜡排在第二位。根据功能性氧基团的类型和位置，含氧化合物可能对抗爆质量产生有益的、中性的或有害的影响。本文的目的是深入了解辛烷值助推器背后的化学原理，并随后从这些知识中提炼出，考虑到发动机技术的最新进展，多种通用设计规则可保证良好的抗爆性能。对文献的仔细分析表明，高度不饱和（环状）化合物是现代火花点火发动机的首选辛烷值增强剂。任何种类的附加侧链都会削弱这种强大的性能。由于敏感性可忽略不计，多支链石蜡排在第二位。根据功能性氧基团的类型和位置，含氧化合物可能对抗爆质量产生有益的、中性的或有害的影响。本文的目标是深入了解辛烷值助推器背后的化学原理，并随后从这些知识中提炼出，考虑到发动机技术的最新进展，多种通用设计规则可保证良好的抗爆性能。对文献的仔细分析表明，高度不饱和（环状）化合物是现代火花点火发动机的首选辛烷值增强剂。任何种类的附加侧链都会削弱这种强大的性能。由于敏感性可忽略不计，多支链石蜡排在第二位。根据功能性氧基团的类型和位置，含氧化合物可能对抗爆质量产生有益的、中性的或有害的影响。考虑到发动机技术的最新进展，多种通用设计规则可保证良好的抗爆性能。对文献的仔细分析表明，高度不饱和（环状）化合物是现代火花点火发动机的首选辛烷值增强剂。任何种类的附加侧链都会削弱这种强大的性能。由于敏感性可忽略不计，多支链石蜡排在第二位。根据功能性氧基团的类型和位置，含氧化合物可能对抗爆质量产生有益的、中性的或有害的影响。考虑到发动机技术的最新进展，多种通用设计规则可保证良好的抗爆性能。对文献的仔细分析表明，高度不饱和（环状）化合物是现代火花点火发动机的首选辛烷值增强剂。任何种类的附加侧链都会削弱这种强大的性能。由于敏感性可忽略不计，多支链石蜡排在第二位。根据功能性氧基团的类型和位置，含氧化合物可能对抗爆质量产生有益的、中性的或有害的影响。对文献的仔细分析表明，高度不饱和（环状）化合物是现代火花点火发动机的首选辛烷值增强剂。任何种类的附加侧链都会削弱这种强大的性能。由于敏感性可忽略不计，多支链石蜡排在第二位。根据功能性氧基团的类型和位置，含氧化合物可能对抗爆质量产生有益的、中性的或有害的影响。对文献的仔细分析表明，高度不饱和（环状）化合物是现代火花点火发动机的首选辛烷值增强剂。任何种类的附加侧链都会削弱这种强大的性能。多支链石蜡由于其微不足道的敏感性而排在第二位。根据功能性氧基团的类型和位置，含氧化合物可能对抗爆质量产生有益的、中性的或有害的影响。